有機(jī)朗肯循環(huán)
關(guān)注創(chuàng)建者：SoftInWay中國 創(chuàng)建時間：2021-02-01
有機(jī)朗肯循環(huán)的實(shí)例教程
圖5 小直徑比填充床相變儲熱單元流動與傳熱規(guī)律研究：(a) 數(shù)值模擬；(b) 實(shí)驗(yàn)研究
四、卡諾電池系統(tǒng)的熱力學(xué)特性及經(jīng)濟(jì)性研究
卡諾電池（也稱熱泵儲電）是基于熱力循環(huán)和儲熱（冷）技術(shù)發(fā)展而來的新型大規(guī)模儲能系統(tǒng)，并可由純儲電系統(tǒng)拓展為冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)。常用的熱力循環(huán)包括布雷頓循環(huán)、跨臨界循環(huán)和（有機(jī)）朗肯循環(huán)等，而常見的儲熱技術(shù)，如顯熱儲熱、相變儲熱和熱化學(xué)儲熱均可用于相應(yīng)的儲熱/冷裝置。本研究對比了布雷頓循環(huán)和跨臨界CO2循環(huán)卡諾電池在采用顯熱儲熱材料時的熱力學(xué)和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，得到了熱經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)的系統(tǒng)配置；為提升系統(tǒng)儲能密度，進(jìn)一步建立了基于布雷頓循環(huán)和相變填充床的卡諾電池系統(tǒng)模型，研究了壓縮機(jī)壓比、填充床孔隙率、壓縮機(jī)與膨脹機(jī)等熵效率、系統(tǒng)流速等因素對卡諾電池系統(tǒng)往返效率、功率密度等性能參數(shù)的影響，得到了卡諾電池系統(tǒng)內(nèi)部不可逆損失的分布規(guī)律；基于有機(jī)朗肯循環(huán)卡諾電池可在余熱資源豐富的條件下實(shí)現(xiàn)電能超高效存儲的特性（即理論往返效率超過100%），討論了其在300 MW熱電廠調(diào)峰過程中的適用性，發(fā)現(xiàn)耦合有機(jī)朗肯循環(huán)卡諾電池的熱電廠可成功滿足94%的用電峰值負(fù)荷；提出了基于雙罐儲冷裝置的有機(jī)朗肯循環(huán)卡諾電池， 評估了儲冷介質(zhì)流量、儲冷溫度、蒸發(fā)溫度、夾點(diǎn)溫度等關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)對往返效率、平準(zhǔn)化存儲成本等系統(tǒng)性能參數(shù)的影響；建立了梯級相變單元的熱力學(xué)與經(jīng)濟(jì)性模型，討論了相變單元純儲電模式和熱電/冷電聯(lián)供模式對熱力學(xué)性能與經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的影響，奠定了將卡諾電池由純儲電系統(tǒng)拓展為可同時提供電能、不同品位冷能和熱能的智慧能源管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)。該研究成果對各類型的卡諾電池進(jìn)行了較為系統(tǒng)的探討。
展開 二、展品范圍（聚焦技術(shù)創(chuàng)新）
1.工業(yè)余熱回收技術(shù)與裝備
高效換熱器（板式、管殼式、翅片式等創(chuàng)新型換熱器）
余熱鍋爐與蒸汽回收系統(tǒng)（高效、緊湊型設(shè)計）
熱管技術(shù)與裝置（重力式、環(huán)路式等先進(jìn)熱管）
蓄熱技術(shù)與設(shè)備（相變蓄熱、顯熱蓄熱等創(chuàng)新方案）
2.ORC 低溫余熱發(fā)電技術(shù)
有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)（高效渦輪、工質(zhì)創(chuàng)新）
螺桿膨脹機(jī)發(fā)電裝置（適用于中低溫余熱）
余熱發(fā)電自動化控制系統(tǒng)
3.熱泵技術(shù)與應(yīng)用
工業(yè)高溫?zé)岜茫ㄟm用于 100℃以上余熱回收）
吸收式、吸附式熱泵系統(tǒng)
熱泵與余熱回收聯(lián)合系統(tǒng)解決方案
余熱制冷與制熱技術(shù)
吸收式制冷機(jī)組（余熱驅(qū)動）
余熱供暖系統(tǒng)（區(qū)域供暖、工業(yè)用熱）
余熱干燥設(shè)備（適用于化工、食品、建材等行業(yè)）
智能化與數(shù)字化解決方案
余熱資源監(jiān)測與評估系統(tǒng)
4.智能控制系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)平臺
大數(shù)據(jù)分析與 AI 優(yōu)化軟件（提升余熱利用效率）
5.其他創(chuàng)新技術(shù)
余熱制氫技術(shù)與裝備
二氧化碳捕集與利用（CCUS）結(jié)合余熱回收系統(tǒng)
新型隔熱保溫材料（減少余熱損失）
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展開 2004年，MIT的Dostal等人計算了將sco2用于下一代核反應(yīng)堆的可行性，結(jié)果表明，采用一級再壓縮和兩級回?zé)岬膕co2布雷頓循環(huán)，在熱源溫度650度，壓比超過3時熱功率轉(zhuǎn)換效率>50%。再加上該效率對環(huán)境溫度不敏感，非常適合于無水冷卻，這使得超臨界二氧化碳布雷頓循環(huán)特別適合于太陽能光熱和新一代高溫冷堆核電站，能夠給這兩個行業(yè)帶來顛覆性變化。
sco2循環(huán)發(fā)展前景
當(dāng)前我國環(huán)境急劇惡化，究其原因，一次能源中煤炭的比例過大是最重要的因素，因此，能源結(jié)構(gòu)調(diào)整迫在眉睫，加大天然氣、核能和新能源的比例是解決問題的關(guān)鍵。與此同時，大量的低溫余熱可回收利用。sco2的布雷頓循環(huán)可以用于前者，其大于50%的熱電轉(zhuǎn)換效率對太陽能發(fā)電和新一代高溫氣冷堆核電行業(yè)極具吸引力。sco2朗肯循環(huán)可以用于后者，它的工質(zhì)無毒無害，是有機(jī)朗肯循環(huán)無法比擬的，而其體積小、效率高的優(yōu)勢，又有取代傳統(tǒng)蒸汽輪機(jī)的趨勢。因此，發(fā)展 SCO2動力循環(huán)對節(jié)能減排和新能源產(chǎn)業(yè)（尤其是太陽能熱發(fā)電和核能）具有顛覆性的意義。
整體來看，SCO2布雷頓循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的研發(fā)在全球范圍內(nèi)目前仍是一個新課題，但其優(yōu)良的特性和對發(fā)電技術(shù)可能帶來的顛覆已經(jīng)受到了越來越廣泛的認(rèn)知，其技術(shù)研發(fā)和商業(yè)化應(yīng)用進(jìn)程的速度也正在逐步加快，市場前景十分廣闊。
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二、展品范圍（聚焦技術(shù)創(chuàng)新）
1.工業(yè)余熱回收技術(shù)與裝備
高效換熱器（板式、管殼式、翅片式等創(chuàng)新型換熱器）
余熱鍋爐與蒸汽回收系統(tǒng)（高效、緊湊型設(shè)計）
熱管技術(shù)與裝置（重力式、環(huán)路式等先進(jìn)熱管）
蓄熱技術(shù)與設(shè)備（相變蓄熱、顯熱蓄熱等創(chuàng)新方案）
2.ORC 低溫余熱發(fā)電技術(shù)
有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)（高效渦輪、工質(zhì)創(chuàng)新）
螺桿膨脹機(jī)發(fā)電裝置（適用于中低溫余熱）
常用的熱力循環(huán)包括布雷頓循環(huán)、跨臨界循環(huán)和（有機(jī)）朗肯循環(huán)等，而常見的儲熱技術(shù)，如顯熱儲熱、相變儲熱和熱化學(xué)儲熱均可用于相應(yīng)的儲熱/冷裝置。
sco2朗肯循環(huán)可以用于后者，它的工質(zhì)無毒無害，是有機(jī)朗肯循環(huán)無法比擬的，而其體積小、效率高的優(yōu)勢，又有取代傳統(tǒng)蒸汽輪機(jī)的趨勢。
